Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
Hình 3. 19. Bản đồ đảo nhiệt đơ thị thành phố Hà Nội ngày 4/6/2017
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
Thơng qua hình (3.17; 3.18; 3.19), ta có thể thấy sự đảo nhiệt đô thị qua các năm đƣợc thể hiện không đồng đều. Nguyên nhân là do hình ảnh Landsat tải về có sự khác biệt về thời gian (khơng cùng thời điểm) nên sự so sánh hiện tƣợng UHI qua các năm chƣa thể đúng đƣợc hồn tồn, chỉ mang tính chất tƣơng đối. Tuy nhiên, dựa vào hình (3.19), ta có thể đánh giá tình trạng UHI tại thành phố Hà Nội cũ nhƣ sau:
Phần lớn diện tích có mức độ UHI thấp chủ yếu thƣờng tập trung tại thảm thực vật tại phía Bắc của huyện Sóc Sơn, phía Tây của huyện Đơng Anh, phía Bắc của huyện Từ Liêm, phía Bắc của huyện Gia Lâm và phía Tây Nam của huyện Thanh Trì. Ngồi ra các khu vực này diện tích mặt nƣớc tƣơng đối cịn nhiều.
Khu vực đang có hiện tƣợng UHI chủ yếu tập trung tại khu vực nội thị thành phố Hà Nội và các khu vực dân cƣ tập trung xung quanh tại tuyến đƣờng thuộc các quận nội thành, quốc lộ 32 và quốc lộ 1A. Khu dân cƣ tại khu vực dọc theo quốc lộ 1A, 32 đặc biệt là các khu công nghiệp và khu đất trống tại đây đã làm cho khu vực có hiện tƣợng UHI cao nhanh chóng.
3.3.2. Mối quan hệ giữa đơ thị hóa và hiệu ứng đảo nhiệt
Dựa trên các kết quả thành lập bản đồ nhiệt độ bề mặt và phân loại lớp phủ mặt đất, ta có thể đƣa ra mối quan hệ giữa yếu tố đơ thị hóa và hiệu ứng đảo nhiệt đơ thị nhƣ hình sau:
Hình 3. 20. Biểu đồ LST trung bình các LPMĐ năm 5/5/2003
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
Hình 3. 21. Biểu đồ LST trung bình các LPMĐ năm 5/11/2009
Hình 3. 22. Biểu đồ LST trung bình các LPMĐ năm 4/6/2017
Qua hình (3.20), hình (3.21) và hình (3.22), nhận thấy xu hƣớng LST tăng cao khi tại đó là đất đơ thị và đất xây dựng tại các đô thị. Nhiệt độ ở các đơ thị với cây xanh có nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ tại các đô thị dầy đặc. Điều này chứng tỏ LST tỉ lệ thuận với các cơng trình xây dựng tại đơ thị và phần đất trống khi chƣa đem vào sử dụng. Mặt khác, LST lại có xu hƣớng giảm, nhiệt độ thấp hơn hẳn trong nhóm phân loại khi tại đó là nƣớc và thực vật. LST tăng dần khi yếu tố tự nhiên (thực vật, nƣớc) giảm dần, LST thấp nhất ở mặt nƣớc sau đó đến mật độ cây xanh bao phủ rộng, dày – rừng trồng, kế đến là cây xanh có mật độ thống hơn – nông nghiệp, đô thị
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
thể thấy, nhóm yếu tố tự nhiên (thực vật, nƣớc) có khả năng làm giảm nhiệt độ đơ thị, các yếu tố này đối với sự phát triển đô thị là rất cần thiết, đặc biệt là vào mùa nóng mức độ phát nhiệt tăng cao.
Có thể thấy tác động của quá trình đơ thị hóa đã ảnh hƣởng đến phần nào các thành phần trong khu vực, đặc biệt là các cơ sở hạ tầng phát triển theo quy hoạch đã làm cho LST tăng cao, gây nóng cho khu vực nội thị. Khơng chỉ vậy, phần diện tích cây xanh và mặt nƣớc cũng đã dần thu hẹp do quá trình quy hoạch phát triển thành phố, vì vậy các yếu tố mang khả năng hấp thụ nhiệt cũng sẽ giảm. Bƣớc tiến cùng sự phát triển kinh tế - xã hội, cơng nghiệp hóa hiện đại hóa việc thành phố Hà Nội trở thành UHI đƣợc thể hiện quá rõ ràng, do đó cần phải có những biện pháp giảm thiểu để tránh tình trạng diện tích UHI ngày càng gia tăng.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Qua nghiên cứu với đề tài “Nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ khơng khí thành phố Hà Nội do ảnh hưởng của q trình đơ thị hóa với sự trợ giúp của viễn thám và GIS”, học viên đƣa ra một số kết luận sau:
UHI là một hiện tƣợng hầu hết các quốc gia phát triển và đang phát triển hiện nay đều có xu hƣớng diễn ra, vì vậy việc sử dụng cơng nghệ viễn thám hiện nay nhằm xác định sự phát triển của UHI trong thành phố và đánh giá mức độ tác động của nó đến khu vực đơ thị là rất cần thiết, đòi hỏi các quốc gia cần tiến hành áp dụng một cách nhanh chóng để định hƣớng phát triển quy hoạch trong tƣơng lai.
Việc sử dụng tƣ liệu viễn thám áp dụng trong tính tốn nhiệt độ bề mặt tƣơng đối thành phố Hà Nội đơn giản và nhanh chóng, mức độ chi tiết của kết quả đƣợc thể hiện trên toàn vùng,trong khi phƣơng pháp đo đạc truyền thống từ các trạm quan trắc khí tƣợng là số đo tại nhiều điểm. Qua nghiên cứu, kết quả mối tƣơng quan giữa nhiệt độ bề mặt tỉ lệ thuận với sự phát triển của đơ thị hóa thành phố Hà Nội, việc thành lập bản đồ đảo nhiệt đô thị tại thành phố Hà Nội giúp rút ngắn thời gian, giúp các nhà hoạch định quy hoạch có cái nhìn trực quan hơn về vấn đề hiện nay tại khu vực thành phố để có thể đƣa ra các chính sách quy hoạch phát triển đô thị bền vững, giảm thiểu hiện tƣợng biến đổi khí hậu hiện nay.
Trong nghiên cứu, hiện tƣợng UHI có tác động tập trung và rõ ràng thấy ở các khu đô thị tại Hà Nội qua kết quả tính LST, qua phân tích biến động sử dụng đất Hà Nội giai đoạn 2003 – 2017, cho thấy sự suy giảm nhanh chóng của thảm thực vật và sự thay đổi mục đích sử dụng đất nhiệt độ cao xuất hiện ở những nơi đƣợc bao phủ vật liệu xây dựng, bê tơng hóa, đƣờng giao thơng và những nơi thiếu mật độ cây xanh, bóng mát, thiếu mặt nƣớc và các hoạt động của con ngƣời, thành phố Hà Nội là nơi tập trung nhiều khu dân cƣ cao tầng nên mọi hoạt động giao thơng – vận tải, sinh hoạt có sức phát thải lớn.
2. Kiến nghị
Hiện tƣợng UHI là hiện tƣợng tích cực, qua nghiên cứu UHI phần nào minh chứng cho sự phát triển kinh tế - xã hội ở Hà Nội, bên cạnh đó cũng gây ảnh hƣởng
tiêu cực tới môi trƣờng và cuộc sống con ngƣời theo nhiều cách khác nhau. Thành phố Hà Nội là một đô thị lớn, sôi động, là trung tâm kinh tế - văn hóa – xã hội của cả nƣớc, bởi vậy sự phát triển không ngừng nghỉ và việc khai thác tài ngun , phát triển đơ thị hóa cũng nhƣ gây ảnh hƣởng tới môi trƣờng là không thể tránh khỏi. Chúng ta chỉ có thể tìm cách giảm thiểu các ảnh hƣởng tiêu cực do UHI gây ra, học viên xin đƣa ra một số giải pháp:
- Đơ thị hóa một khu vực trong thành phố Hà Nội cần quy hoạch tăng diện tích “xanh” che phủ. Bên cạnh việc tiến hành xây dựng các nhà cao tầng, cần thiết kế trồng xen cây xanh, vƣờn hoa, hồ điều hòa hoặc đài phun nƣớc,…tận dụng vừa tăng giá trị thẩm mỹ cho khu vực, nơi vui chơi cho trẻ đồng thời khu vực quanh khu đô thị đƣợc làm dịu nhờ bóng mát, nhờ nƣớc điều hịa khơng khí, nhiệt độ về đêm giảm nhiều hơn đặc biệt về mùa hè.
Xây dựng quỹ trồng cây cùng kế hoạch thực hiện cụ thể nhằm phát động rộng rãi, khuyến khích cƣ dân trong thành phố Hà Nội cùng chung tay thực hiện. Thành phố Hà Nội nên có các đề tài, dự án nghiên cứu loài thực vật phù hợp với điều kiện thời tiết cũng nhƣ thích hợp với mơi trƣờng cảnh quan đơ thị.
- Khuyến khích sử dụng các vật liệu bề mặt có khả năng phản xạ ánh sáng cao, phủ xanh mái nhà/ ban công và tƣờng.
- Thiết kế các cơng trình đơ thị trong thành phố Hà Nội các vị trí đón gió tốt và dễ thốt nhiệt; bên cạnh đó tăng cƣờng sử dụng hệ thống thơng gió tự nhiên trong các tịa nhà nhằm giảm nhu cầu tiêu thụ điện năng cho các thiết bị làm mát.
- Thành phố Hà Nội nên triển khai các chính sách khuyến khích, động viên và tập trung phát triển phƣơng tiện giao thông cơng cộng, cần có sự đầu tƣ cơ sở hạ tầng giúp ngƣời dân cảm thấy sự thoải mái và thuận tiện khi sử dụng, từ đó phƣơng tiện giao thông cá nhân đƣợc giảm thiểu. Nhƣ hiện nay, tuyến đƣờng sắt trên cao tại Hà Nội đã và đang xây dựng, dự kiến hoàn thành vào năm 2021.
Qua đề tài, ta có thể thấy độ phân giải ảnh thấp nên độ chính xác khi giải đốn khơng cao. Do đó đây là nhƣợc điểm khi sử dụng ảnh viễn thám.
Giá trị độ phát xạ thực vật và đất thuần chủng đƣợc sử dụng trong bài báo cáo là áp dụng theo các bài nghiên cứu thực nghiệm đã có, chƣa có giá trị chính xác tại khu vực thành phố Hà Nội.
Đề xuất cần thành lập các trạm quan trắc nhiệt độ tại khu vực để giảm sai số thực tế khi tính giá trị nhiệt độ bề mặt.
Cần mở rộng vấn đề nghiên cứu này tại các khu vực trên địa bàn thành phố, không chỉ giúp các nhà hoạch định đánh giá tình hình phát triển đơ thị tại khu vực mà còn đánh giá phát triển trong tƣơng lai để phát triển đô thị bền vững, giảm thiểu vấn đề biến đổi khí hậu hiện nay.
Các nhà quy hoạch cần đƣa ra các chính sách quy hoạch phát triển thành phố xanh để giảm thiểu các hoạt động và các nhân tố gây “nóng” cho đơ thị. Bên cạnh đó, các hành lang xanh trong đô thị cần đƣợc mở rộng để giúp cho đô thị đƣợc hạ nhiệt, đặc biệt là vào mùa nóng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO A.Tài liệu Tiếng Việt
1. Đàm Trung Phƣờng (1995a), Đô thị Việt Nam tập 1, (thuộc Chƣơng trình KC.11 của Bộ Xây dựng), NXB Xây dựng, Hà Nội.
2. Đàm Trung Phƣờng (1995b), Đô thị Việt Nam tập 2, (thuộc Chƣơng trình KC.11 của Bộ Xây dựng), NXB Xây dựng, Hà Nội.
3. Dƣ Vũ Việt Quân, Phạm Văn Mạnh, Nguyễn Cao Huần, (2016), So sánh một số thuật toán phân loại lớp phủ mặt đất khu vực tp. Quảng Ngãi với tiếp cận pixel based và object based.
4. https://vi.wikipedia.org/wiki/H%C3%A0_N%E1%BB
5. Huỳnh Văn Chƣơng, Nguyễn Đức Vinh, Phạm Gia Tùng (2014), Ứng dụng GIS và viễn thám để nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ bề mặt do biến động sử dụng đất tại Thành phố Huế giai đoạn 2000 đến 2014, Kỷ yếu hội thảo ứng dụng GIS tồn quốc 2014
6. Lê Đình Quang, 2005: Sự hình thành đảo nhiệt ở nội thành thành phố Hà Nội. Tạp chí Khí tƣợng Thủy văn, 530, trang 44 - 46.
7. Lê Vân Anh, Trần Anh Tuấn (2013), Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt sử dụng phƣơng pháp tính tốn độ phát xạ từ chỉ số thực vật
8. Nguyễn Trần Cầu và nnk (2002), “Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) để thành lập và sử dụng bản đồ chuyên đề trong nghiên cứu địa lý và môi trƣờng”, Đề tài 74 05 02. Danh mục và tóm tắt Nội dung và kết quả của các đề tài nghiên cứu cơ bản, chuyên ngành các khoa học Trái Đất, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
9. Phạm Văn Cự (1996), Xây dựng bản đồ địa mạo một vùng đồng bằng trên cơ sở phối hợp hệ xử lí ảnh số và hệ thơng tin địa lí, Luận án Phó Tiến sĩ khoa học Địa lí – Địa chất, Viện Địa chất, TT KHTN và CNQG, Hà Nội.
10. Tổng cục thống kê 2017.
11. Trần Thị Vân (2010), Nghiên cứu biến đổi nhiệt độ đô thị dƣới tác động của q trình đơ thị hóa bằng phƣơng pháp viễn thám và GIS, trƣờng hợp thành phố Hồ Chí Minh.
12. Trần Thị Vân (2011), Ứng dụng viễn thám và gis giám sát đơ thị hóa thành phố Hồ Chí Minh thể hiện qua các mặt khơng thấm, Tạp chí Phát triển Khoa học và Cơng nghệ, tập 14, Số M1-2011
13. Tran Thi Van (2014). Monitoring Urban Heat Island in Vietnam with Remote Sensing. International Workshop on Air Quality in Asia, Hanoi, Vietnam,June 24 – 26th, 2014.
14. Trần Thị Vân, Hà Dƣơng Xuân Bảo, Đinh Thị Kim Phƣợng, Nguyễn Thị Tuyết Mai và Đặng Thị Mai Nhung,(2016), Tạp chí Khoa học trƣờng Đại học Cần Thơ, Tập 49, Phần A (2017) : 11-20
15. Trịnh Lê Hùng (2013), Nghiên cứu sự phân bố nhiệt độ bề mặt bằng dữ liệu ảnh đa phổ Landsat
16. Võ Kim Cƣơng (2004), Quản lý đô thị trong thời kỳ chuyển đổi, NXB Xây dựng, Hà Nội
B.Tài liệu nƣớc ngoài
17. Agency, EPA - The United States Environmental Protection (2008), "Reducing urban heat islands: Compendium of stragergies urband heat islands basic," p. 2 15
18. Dash, P., Göttsche, F.-M., Olesen, F.-S., Fischer, H. (2002), Land surface temperature and emissivity estimation from passive sensor data: theory and practice-current trends, International Journal of Remote Sensing, Vol. 23, pp. 2563-2594.
19. https://www.notre-planete.info/terre/climatologie_meteo/ilot-chaleur- urbain.php
20. Hulley, G.C., Hook, S.J., & Baldridge, A.M. (2008). ASTER Land Surface Emissivity Database of California and Nevada. Geophysical Research Letters, Volume 35, L13401.
21. Le Anh Quan (2013), Assessment of surface temperature change in relation to the land cover change using remote sensing and gis: A case study of HaNoi, VietNam
22. Le Van Trung, Nguyen Thanh Minh (2006), Mapping Land Surface Temperature (LST) from Satellite Imageries. Case Study in Hochiminh City, Proceedings of the International Symposium GIS-IDEAS 2006, pp. 93-99, Ho Chi Minh City, Vietnam, 9-11 November 2006.
23. Li, Z.L., Becker, F., Stall, M.P. and Want, Z. (1999), Evaluation of Six Methods for Extracting Relative Emissivity Spectra from Thermal Infrared Images, Remote Sensing of Environment, Vol. 69, pp. 197-214.
24. Luke Howard, 1833: The climate of London. International association for urban climate (IAUC), 285p.
25. Oke T.R., 1979: Technical note No. 169: Review of urban climatology. World meteorological organization, Geneva, Switzerland, 43p.
26. Pham Van Cu and Hiroshi Watanabe (2004), Use of Thermal Infrared Channels of Aster to Evaluate The Land Surface Temperature Changes of an Urban Area in Hanoi, Vietnam, Proceedings of the International Symposium GIS-IDEAS 2004, 85-90, Hanoi, Vietnam, 16-18 September, 2004.
27. Steward( 2011), A systematic review and scientific critique of methodology in modern urban heat island literature.
28. The Green City - The causes and effects of the Urban heat island Effect <http://thegreencity.com/the-causes-and-effects-of-the-urban-heat-island-effect/ 29. Tran Hung, Daisuke Uchihama, Shiro Ochi, Yoshifumi Yasuoka, 2006: Assessment with satellite data of the urban heat island effects in Asian mega cities. International journal of applied Earth observation and Geoinformation, Vol. 8,pp. 34 - 48.
30. Valiente, J.A., Niclòs, R., Barberá, M.J., & Estrela, M.J. (2010). Analysis of differences between air-land surface temperatures to estimate land surface air temperature from MSG data. In proceeding of the EUMETSAT Meteorological Satellite Conference, Córdoba, Spain, 20-24th September 2010
31. Valor, E. and Caselles, V. (1996), Mapping Land Surface Emissivity from NDVI: Application to European, African, and South American Areas, Remote Sensing of Environment, vol. 57, pp. 167-184.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Sai số của nhiệt độ bề mặt (LST) giữa số liệu các điểm đo đạc và số liệu tính tốn trên ảnh Landsat 8
Số thứ tự Tọa độ X Tọa độ Y LST_Đo đạc LST_Trên ảnh Sai số LST
1 592684.03 2324945.70 36.5 34.40 2.10 2 590067.31 2322380.75 33.5 33.79 -0.29 3 581840.84 2329644.31 33.5 32.21 1.29 4 586787.75 2323425.75 35.2 34.67 0.53 5 590017.25 2321865.80 35.5 34.53 0.97 6 592986.87 2325537.05 32.3 32.70 -0.40 7 589756.39 2321601.55 36.4 35.03 1.37 8 590548.66 2321488.40 34.4 33.80 0.60 9 590669.70 2322736.65 35.9 35.47 0.43 10 594304.81 2322966.44 33.6 33.02 0.58 11 595001.01 2324168.04 32.8 31.27 1.53 12 591878.90 2324023.18 32.1 31.84 0.26 13 589830.63 2322136.15 36.2 35.61 0.59 14 589092.31 2321999.00 34.9 34.93 -0.03 15 588354.38 2321995.25 35.0 34.40 0.60 16 587980.31 2321971.00 35.0 35.41 -0.41 17 589823.40 2319888.50 32.6 32.01 0.59 18 583353.46 2329393.11 31.7 31.49 0.21 19 592248.12 2322276.65 35.3 33.98 1.32 20 585482.56 2322577.75 34.2 33.70 0.50 21 585004.56 2322553.25 33.8 33.44 0.36 22 584632.81 2320459.80 33.4 32.67 0.73 23 583018.00 2322820.00 32.5 32.11 0.39 24 582442.69 2323558.50 33.6 33.80 -0.20 25 581993.06 2324109.75 33.0 32.82 0.18